Из личного опыта, при тех же 3.3В 168Мгц процессор успешно работает на 3WS, на неделю, конечно, не оставлял, но несколько часов - вполне держит. Так же все процессоры, которые пробовал - разгонялись до 250МГц при 7WS, отдельные экземпляры гнались и выше. Так что параметры задержек в доках даны с запасом. Хотя помониторить питание, конечно, стоит.
Если дело действительно в просадке питания, то не забываем, что в ОЗУ нужно располагать не только сами вектора, но и всю таблицу прерываний.